07/10/2020

Através da matemática, Roger Penrose leva Nobel de Física

Imagem: Niklas Elmehed/ Reprodução YouTube Nobel Prize

O físico-matemático Roger Penrose entrou para o seleto grupo de pesquisadores reconhecidos com o Prêmio Nobel da Física. O anúncio foi feito pela Academia Real das Ciências da Suécia, na terça-feira (6). No trabalho premiado, o pesquisador usou a matemática para provar que os buracos negros são uma consequência direta da teoria geral da relatividade. Além de Penrose, o alemão Reinhard Genzel e a americana Andrea Ghez também receberam a premiação por suas relevantes descobertas sobre os buracos negros. Andrea foi a quarta mulher laureada pelo Nobel da Física desde 1901, quando foi criado. Os vencedores vão dividir o prêmio de 10 milhões de coroas suecas (cerca de R$ 6,3 milhões).

Penrose nasceu em Colchester, no Reino Unido. É Phd pela Universidade de Cambridge e, aos 89 anos, trabalha como professor na Universidade de Oxford. Em entrevista ao canal Nobel Prize, no YouTube, contou que a inspiração para o trabalho premiado surgiu em um evento cotidiano, quando estava na Universidade de Berkley acompanhado de um colega de trabalho.

Imagem: Niklas Elmehed/ Nobel Prize

“Conversávamos e, quando atravessamos a rua, ele parou de falar até chegarmos ao outro lado. Depois que ele foi embora, tive a estranha sensação de euforia. Pensei no que poderia ter me trazido aquela alegria e logo notei que surgia uma ideia sobre um colapso atingir um ponto sem volta, sem assumir qualquer tipo de simetria. Foi isso que chamei de superfície de armadilha (trap surface). Isso foi a grande chave para quando voltei ao meu escritório e comecei a esboçar uma prova da teoria do colapso. O paper final foi publicado em 1965.”

O comitê avaliador do Nobel concluiu que o trabalho do pesquisador “usou métodos matemáticos engenhosos em sua prova de que os buracos negros são uma consequência direta da teoria geral da relatividade de Einstein”.

Na matemática, Penrose tem destaque no trabalho que desenvolveu sobre ladrilhamentos. Em 1975, ele exibiu um conjunto formado por dois polígonos que formam uma tesselação não periódica do plano. Os polígonos são chamados de dardo e pipa e as duas peças são resultantes de cortes de um losango ou rombo com ângulos internos. O padrão de mosaico não periódico dardo pipa recebe o nome do pesquisador responsável pela descoberta.

Cada peça de Penrose forma, separadamente, uma tesselação periódica e, juntas, formam um losango. Uma regra para formar o mosaico de Penrose consiste em colocar pontos de duas cores diferentes nos vértices dos dardos e das pipas, com a convenção de que somente podem coincidir vértices que forem da mesma cor.

As telhas de Penrose (Penrose tiling) são exemplos de telhas aperiódicas, em que o deslocamento de qualquer ladrilho com essas formas em qualquer distância finita, sem rotação, não pode produzir o mesmo ladrilho. Mesmo com a falta de simetria translacional, o modelo estudado pelo físico-matemático pode ter simetria de reflexão e rotacional quíntupla.

Ficou curioso para entender como Penrose chegou a essas descobertas? Confira no vídeo!